0066-工藝夾具-減速箱體零件工藝規(guī)程及銑尺寸159兩側(cè)面銑床夾具設(shè)計,工藝,夾具,減速,箱體,零件,規(guī)程,尺寸,側(cè)面,銑床,設(shè)計 畢業(yè)設(shè)計（論文） 第一章 緒論 畢業(yè)設(shè)計使我們學(xué)完了大學(xué)的全部基礎(chǔ)課、技術(shù)基礎(chǔ)課以及專業(yè)課之后進行的.這是我們對所學(xué)各課程的一次深入的綜合性的總復(fù)習(xí),也是一次理論聯(lián)系實際的訓(xùn)練,因此,它在我們四年的大學(xué)生活中占有重要的地位。 就我個人而言，我希望能通過這次課程設(shè)計對自己未來將從事的工作進行一次適應(yīng)性訓(xùn)練，從中鍛煉自己分析問題、解決問題的能力，為今后參加祖國的“四化”建設(shè)打下一個良好的基礎(chǔ)。 減速器箱體零件的工藝設(shè)計及其銑削159mm兩平面的夾具的畢業(yè)設(shè)計是在學(xué)完了大學(xué)階段的所有課程后的最后一個環(huán)節(jié)。它一方面要求學(xué)生通過設(shè)計能獲得綜合運用過去所學(xué)過的全部課程進行工藝及結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本能力。另一方面能讓我們熟練運用機械制造工藝學(xué)課程中的基本理論以及在生產(chǎn)實習(xí)中學(xué)到的實踐知識，正確地解決一個零件在加工中的定位，夾緊以及工藝路線安排，工藝尺寸確定等問題，保證零件的加工質(zhì)量。 我們通過設(shè)計夾具的訓(xùn)練，應(yīng)當(dāng)獲得根據(jù)被加工零件的加工要求，設(shè)計出高效，省力，經(jīng)濟合理而能保證加工質(zhì)量的夾具的能力。同時能掌握與設(shè)計有關(guān)的各種資料的名稱，出處，能夠熟練運用。不過由于能力所限，設(shè)計尚有許多不足之處，懇請各位老師給予指導(dǎo)。 第二章 工藝設(shè)計 2.1 零件的分析 2.1.1 零件的作用 1.1.1.1. 減速器箱體是減速器的重要組成零件，它將有關(guān)零件（軸、套、齒輪）連接在一起，保證它們之間有正確的相對位置關(guān)系，使它們能按一定的傳動關(guān)系協(xié)調(diào)的運動。因此，箱體的加工質(zhì)量對機械精度、性能和使用壽命都有直接關(guān)系。減速器的作用（1）降速同時提高輸出扭矩，扭矩輸出比例按電機輸出乘減速比，但要注意不能超出減速器額定扭矩。 （2）速同時降低了負載的慣量，慣量的減少為減速比的平方。所以在日常的生活工作中運用得非常廣泛，也起到非常重要的的作用。 2.1.2 零件的工藝分析 減速箱體結(jié)構(gòu)較復(fù)雜、加工面多、技術(shù)要求高、機械加工的勞動量大。因此箱體結(jié)構(gòu)工藝性對保證加工質(zhì)量、提高生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本有重要意義。 減速箱體幾個加工表面它們之間有一定的位置要求，現(xiàn)分述如下： .是159兩側(cè)面要保證一定的平行度要求平行度公差為0.05mm。 .箱體底面與側(cè)面都有一定的垂直度要求垂直度公差為0.05mm。 .φ52H8孔與φ185H8孔有一定的平行度要求平行度公差為0.05mm；且有一定的位置要求，保證相互位置尺寸為164±0.045mm；與側(cè)面也有一定的位置要求尺寸偏差為80±0.035mm。 .φ50H8兩孔與φ52H8孔有一定的位置要求，保證相互位置尺寸為92±0.031mm；且φ50H8兩孔之間有一定的平行度要求平行度公差為0.05mm。與側(cè)面也有一定的垂直度要求垂直度公差為0.05mm。 2.2毛坯的選擇與設(shè)計及基準(zhǔn)的確定 2.2.1確定毛坯制造形式 減速箱體零件材料為HT200。考慮到零件形狀復(fù)雜、有腔形、制造精度、機械性能、壽命及批量（年產(chǎn)1萬件） ；可選擇金屬型鑄造以提高毛坯精度、減少加工余量。 查閱《機械加工工藝設(shè)計實用手冊》P498表6-68。金屬型鑄造，鑄造精度CT（按GB6414-86或HB6103-86）在6-9之間。金屬型鑄造的工藝方法與特點是以金屬型摸腔上覆以涂層作為型腔，有時輔以砂芯作為內(nèi)腔的鑄造方法。鑄造冷卻速度快，鑄件內(nèi)部組織嚴(yán)密，機械性能較高，單位生產(chǎn)面積產(chǎn)量高。適于成批與大量生產(chǎn)，一般不宜于單件或少量生產(chǎn)。常用于減數(shù)箱體的鑄件生產(chǎn)。查閱《機械加工工藝設(shè)計實用手冊》P516表6-90。金屬型鑄造成批生產(chǎn)灰鑄鐵的鑄造尺寸公差等級要求為CT7-9，取CT8。鑄件公差按HB6130-86。查閱《機械加工工藝設(shè)計實用手冊》P510表6-79。取鑄造斜度為3查閱《機械加工工藝設(shè)計實用手冊》P512表6-85（HB6130-86）。鑄件基本尺寸在400-630之間，公差等級為CT8，則鑄件尺寸公差值取2.6。未注明鑄件圓角半徑R3。鑄件基本尺寸偏差為1.3。 在確定毛坯制造形狀時應(yīng)考慮各加工表面的余量還應(yīng)考慮是否需要制出工藝凸臺以利于工件的裝夾；是一個零件制成一個毛坯還是多個零件合成一個毛坯；那些表面不需要制出；鑄件分型面、拔模斜度及鑄造圓角；最后繪制出毛坯圖，并要決定毛坯的結(jié)構(gòu)特征及各項技術(shù)條件。 2.2.2 基準(zhǔn)的選擇 正確選擇定位基準(zhǔn)是設(shè)計工藝過程的一項重要內(nèi)容，也是保證零件加工精度的關(guān)鍵。 定位基準(zhǔn)分為精基準(zhǔn)、粗基準(zhǔn)、輔助基準(zhǔn)。在最初加工工序中，只能用毛坯上未經(jīng)加工的表面為定位基準(zhǔn)（粗基準(zhǔn)），在后續(xù)加工工序中，用也加工表面作為定位基準(zhǔn)（精基準(zhǔn)）。在制定工藝規(guī)程時，應(yīng)先考慮選擇怎樣的精基準(zhǔn)以保證達到精度要求并把各加工加工出來，另外，為了使工件便于裝夾和易于獲得所需加工精度，可在工件上某部位做一輔助基準(zhǔn)，用以定位。 粗基準(zhǔn)的選擇。對于箱體類零件應(yīng)先加工面后加工孔再以面為基準(zhǔn)加工孔。根據(jù)有關(guān)粗基準(zhǔn)的選擇原則（當(dāng)零件有不加相對位置精度較高的不加工表面做為粗基準(zhǔn)。）先以159底面作為粗基準(zhǔn)加工其它工表面時，應(yīng)以這些不加工表面作為粗基準(zhǔn)；若零件有幾個不加工表面時，則應(yīng)以與加工表面要求較高的表面為粗基準(zhǔn)面，因為其它面與尺寸159底面都有垂直度要求。 精基準(zhǔn)的選擇。應(yīng)遵循“基準(zhǔn)重合及統(tǒng)一”原則，選擇面積較大的平面或孔及其組合。因此應(yīng)選擇159端面作為精基準(zhǔn)，有利于夾緊及定位。 2.3工藝規(guī)程的設(shè)計 2.3.1 制定工藝路線 零件機械加工工藝過程是工藝規(guī)程的中心問題，其內(nèi)容包括定位基準(zhǔn)、確定夾緊方法、選擇各加工表面的加工方法、安排加工順序及組織整個加工工藝過程中各個工序的內(nèi)容、確定各個工序所采用機床設(shè)備和工藝裝備等。 設(shè)計時應(yīng)經(jīng)過分析比較選擇比較合理的方案。為方便描述各加工平面，參見圖（2-1） （圖2-1） 根據(jù)減速箱體零件為大批生廠，所以采用通用機床，配以專用的夾具、刀具，并考慮工序集中，以提高生產(chǎn)率，減少機床數(shù)量，降低生產(chǎn)成本。經(jīng)零件工藝分析，零件毛坯為金屬模，機械造型，并經(jīng)人工時效處理消除鑄件內(nèi)應(yīng)力，改善工件的可切削性 先確定工藝路線如下： 方案一： 工序Ⅰ 銑159兩端面、（基準(zhǔn)面）。刀具：端銑刀，機床：X62； 工序Ⅱ 銑面、（為基準(zhǔn)）。刀具：圓柱銑刀，機床：X51； 工序Ⅲ 鏜孔φ185mm、φ310mm （為基準(zhǔn)）。刀具：鏜刀， 機床：T616； 工序Ⅳ 銑面（為基準(zhǔn)）。刀具：端銑刀，機床：X62； 工序Ⅴ 鏜面（為基準(zhǔn)）。刀具：鏜刀，機床：T616； 工序Ⅵ 粗、半精鏜孔φ52H8（為基準(zhǔn)）。刀具：鏜刀，機床：T616； 工序Ⅶ 粗、半精鏜階梯孔φ50H8（為基準(zhǔn)）。刀具：鏜刀， 機床：T616； 工序Ⅷ 配作螺紋孔； 工序Ⅸ 檢查。 方案二： 工序Ⅰ 銑159的端面 （為基準(zhǔn)）。 工序Ⅱ 銑159的端面（為基準(zhǔn)）。 工序Ⅲ 銑面、（為基準(zhǔn)）。 工序Ⅳ 銑面 （為基準(zhǔn)）。 工序Ⅴ 鏜孔φ185mm、φ310mm （為基準(zhǔn)）。 工序Ⅵ 鏜面（為基準(zhǔn)）。 工序Ⅶ 粗、半精鏜孔φ52H8（為基準(zhǔn)）。 工序Ⅷ 粗、半精鏜孔φ50H8（為基準(zhǔn)）。 機床：T616； 工序Ⅸ 配作螺紋孔； 工序Ⅹ 檢查。 2.3.2 工藝方案的比較與分析 上述兩個工藝方案的特點在于：方案一是159的兩端面一起在臥式銑床上加工，然后以端面為基面加工其它面，面和孔加工順序比較混亂。而且查各種數(shù)據(jù)顯示工件的尺寸不適合在臥式銑床上加工；方案二則與一有所不同，159兩端面分開加工，先加工面再以面為基準(zhǔn)加工孔；兩者比較可以看出，第二方案比第一方案合理，位置精度也較易保證，定位及夾緊等都比較方便；但方案二也有不合適的地方，面、可以一起加工減少裝夾次數(shù)及夾具設(shè)計，因此可以合為一道工序，面、可以同時裝夾（一個夾具裝夾兩個工件，詳見夾具設(shè)計）互為基準(zhǔn)加工。改進的工藝過程如下： 工序Ⅰ 銑159兩端面、，以尺寸159的另一底面為粗基準(zhǔn)； 工序Ⅱ 銑面、，以尺寸159的一個端面為基準(zhǔn)； 工序Ⅲ 銑面，以尺寸159的底面及面為基準(zhǔn)； 工序Ⅳ 鏜面，以159的底面及面為基準(zhǔn)； 工序Ⅴ 粗、半精鏜孔φ185mm、φ310mm ，以尺寸159的底面及側(cè)面為基準(zhǔn)； 工序Ⅴ 粗、半精鏜孔φ52H8 ，以185mm的孔及長235mm的面為基準(zhǔn)； 工序Ⅵ 鏜孔φ50H8 ，以長為235mm面及φ52mm孔為基準(zhǔn)； 工序Ⅶ 配作螺紋孔； 工序Ⅷ 檢查。 27 第三章 工序設(shè)計 3.1加工設(shè)備與工藝裝備的確定 “減速器箱體”零件材料HT200，生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，采用金屬型鑄造毛坯。 鑄造精度CT8，表6-90，P516；鑄造斜度3°，表6-79，P510；未注明圓角半徑R3；查書《機械加工工藝設(shè)計實用手冊》。選出每一步加工工序所用的機床、刀具、夾具、量具如下： 工序Ⅰ 銑159兩端面、：立式銑床X53K、端面銑刀、專用夾具、游標(biāo)卡尺； 工序Ⅱ 銑面、：立式銑床X51、圓柱銑刀、專用夾具、游標(biāo)卡尺； 工序Ⅲ 銑面：立式銑床X52K、端面銑刀、專用夾具、多用游標(biāo)卡尺； 工序Ⅳ 鏜面：臥式鏜床T616、硬質(zhì)合金鏜刀、深度游標(biāo)卡尺； 工序Ⅴ 粗、半精鏜孔φ185mm、φ310mm：臥式鏜床T616、硬質(zhì)合金鏜刀、專用夾具、深度游標(biāo)卡尺； 工序Ⅵ 粗、半精細鏜孔φ52H8：臥式鏜床T4163、硬質(zhì)合金鏜刀、專用夾具、多用游標(biāo)卡尺； 工序Ⅶ 鏜孔φ50H8：臥式鏜床T616、硬質(zhì)合金鏜刀、專用夾具、多用游標(biāo)卡尺； 3.2工序尺寸、公差與加工余量的確定 鑄件加工余量等級F，表3-1，P78；鑄件機械加工余量查表3-3，P80；鑄件尺寸公差查表3-6，P84；見書《機械加工余量與公差手冊》。 根據(jù)上述原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面的機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下： （表3-1） 加工表面 加工內(nèi)容 加工余量（mm） 精度等級 工序尺寸（mm） 粗糙度 （um） 工序余量（mm） 最小 最大 端面 鑄件 8 CT8 167±1.3 銑削 8 IT9 6.3 7.9 9.4 底面 鑄件 3 CT8 238±1.0 銑削 3 IT9 12.5 2.815 4.185 235mm端面 鑄件 3 CT8 407±2.1 銑削 3 IT9 6.3 2.86 5.24 銑面φ80mm 鑄件 4 CT8 銑削 4 IT9 6.3 4 4.28 鏜面 鑄件 3.5 CT8 鏜削 3.5 IT11 6.3 2.6 4.54 鏜孔φ185H8 鑄件 5 CT8 半精鏜 1.5 IT8 3.2 1.21 1.572 粗鏜 3.5 IT11 6.3 3.21 3.79 鏜孔φ310mm 鑄件 7 CT8 φ303±1.1 鏜孔 7 IT12 12.5 5.9 9.81 鏜孔φ52H8 鑄件 8 CT8 φ44±1.3 半精鏜 1.5 IT8 3.2 1.31 1.546 粗鏜 6.5 IT11 6.3 5.2 6.69 鏜孔φ50H8 鑄件 5 CT8 φ45±1.0 半精鏜 1.5 IT8 3.2 1.25 1.562 粗鏜 3.5 IT11 6.3 2.5 4.75 鏜階梯孔φ82 鑄件 32 CT8 半精鏜 2 IT8 3.2 1.7 2.087 粗鏜 30 IT11 6.3 29.938 30.362 3.3切削用量及時間定額的確定 3.3.1工序Ⅲ:銑端面φ80mm 加工要求：銑面φ80mm，表面粗糙度6.3um。 機 床：X63臥式銑床 刀 具：硬質(zhì)合金端面銑刀YG6，Z=6，=90o 計算銑削用量： 1） 銑削深度=4mm 2） 每齒進給量 =0.3mm/z,表3-28，P108《機械制造工藝手冊》。 3） 切削速度 查表3-30《機械制造工藝手冊》。取V=1.5m/s即90m/s。根據(jù)刀具采用套式面銑刀， 表12-113，P1099《機械加工工藝設(shè)計實用手冊》。 =100，Z=6。 則： （式3-1） 根據(jù)X63臥式銑床說明P228附表4-17-1取=300r/min則實際切削速度 （式3-2） 當(dāng)=300r/min時，工作臺每分鐘進給量查附表4-17-2，P229取=600mm/min 4) （式3-3） 切削工時的計算： （式3-4） 表7-7，P305《機械制造工藝手冊》。 ｌ=80mm, =0.5(100-)+2=22mm =2mm 3.3.2工序Ⅴ：粗、半精鏜孔φ52H8 工件材料：HT200、金屬型鑄造 加工要求：粗、半精鏜孔φ52H8，表面粗糙度為3.2um 機 床：T4163坐標(biāo)鏜床 刀 具：刀具材料為硬質(zhì)合金、YG8、刀桿尺寸為12mm×12mm，長度為500mm。 (一)計算切削用量： 粗鏜孔至φ50.5mm，單邊余量Z=3.25mm，=3.25mm,一次加工 確定進給量 查表3-13，P93《機械制造工藝設(shè)計手冊》，加工鑄鐵，f=0.03-0.16mm/r.根據(jù)T4163鏜床主軸進給量。取f=0.15mm/r 根據(jù)有關(guān)手冊，取V=100m/min則 ===612r/min 查表4-7-1，P213《機械制造工藝手冊》。T4163坐標(biāo)鏜床主軸轉(zhuǎn)速取=612r/min 鏜削工時：P299表7-1《機械制造工藝手冊》。 （式3-5） 半精鏜孔至φ52mm，單邊余量0.75mm 一次加工 確定進給量 查表3-22，P101《機械制造工藝設(shè)計手冊》根據(jù)鏜床主軸進給量取f=0.10mm/r 查表3-19，P98《機械制造工藝設(shè)計手冊》。V=1.333-1.83m/min,取V=0.18m/min。 則： （式3-6） 根據(jù)T4163主軸轉(zhuǎn)速 工時定額 P299，表7-1《機械制造工藝設(shè)計手冊》。 3.3.3工序Ⅰ:銑159mm端面 加工要求：銑159mm端面，表面粗糙度6.3。 機 床：X53K立式銑床。 刀 具：套式面銑刀（B類）， D=160mm，=40mm, =56mm,H=63mm，Z=8(粗加工)，=90o。查自表12-113可轉(zhuǎn)位面銑刀（摘自GB5342-85），P1099《機械加工工藝設(shè)計實用手冊》。 （圖3-1） 計算銑削用量： 1． 銑削深度 =8mm（在兩個工步中均分為四） 2． 每齒進給量 =0.1mm/r,表3-28，《機械制造工藝手冊》P108王紹俊主編。 3． 切削速度 查表3-30，《機械制造工藝手冊》P113王紹俊主編。取V=1.5m/s即90m/s。根據(jù)刀具采用套式面銑刀， 表12-113，P1099《機械加工工藝設(shè)計實用手冊》張耀宸主編。 =160，Z=8 則根據(jù) （式3-6） 查閱《機械制造工藝手冊》立式銑床說明P226附表4-16-1。 取=190r/min則實際切削速度： （式3-7） 計算銑削工時： 當(dāng)=190r/min （式3-8） 取工作臺的進給量=156mm/min。查閱《機械制造工藝手冊》P226表4-16-2立式銑床X53K工作臺橫向進給量。 由于工件在工作臺上的縱向最大尺寸為428mm，立銑刀直徑為160mm?？煞譃?次走刀完成銑削工步一，由于工步二和工步一情況幾乎一樣，故以下只需算工步一再乘以2就可得工序銑削159mm兩平面總時間，如圖3-2所示。 查閱表7-7，P305《機械制造工藝手冊》王紹俊主編?？傻霉剑? ； （式3-9） ； （式3-10） 。 第一次走刀：第1段：l=457.93mm，B=129.38mm； 第2段：l=15mm，B=15mm； 第3段：l=185.21mm，B=32mm 則：第1段：=0.5（160-）=32.94mm =（457.93+32.94+3）/156=3.17min； 第2段：=0.5（160-）=0.35mm =（15+0.35+3）/156=0.12min； 第3段：=0.5（160-）=1.62mm =（185.21+1.62+3）/156=1.22min； 第一次走刀時間T=3.17+0.12+1.22=4.51min （圖3-2） 第二次走刀：第1段：l=502mm，B=160mm； 第2段：l=15mm，B=15mm； 第3段：l=300mm，B=160mm 則：第1段：=0.5（160-）=80mm =（502+80+3）/156=3.75min； 第2段：=0.5（160-）=0.35mm =（15+0.35+3）/156=0.12min； 第3段：=0.5（160-）=80mm =（300+80+3）/156=2.46min； 第二次走刀時間：T=3.75+0.12+2.46=6.33min 第三次走刀：第1段：l=384.03mm,B=138mm； 第2段：l=288mm，B=108mm 則：第1段： =0.5（160-）=39.52mm =（381.03 +39.52+3）/156=2.72min； 第1段： =0.5（160-）=20.96mm =（288 +20.96+3）/156=2.00min； 第三次走刀時間：T=2.72+2.00=4.72min 該工步銑削總工時即3次走刀總銑削時間： T=4.51+6.33+4.72=15.56min. 工序I（銑159兩平面）銑削所用總時間即2次工步時間的總和。因為工步2和工步1在同一夾具中同樣的裝夾，只是把工件對調(diào)，高度發(fā)生了變化而銑削表面的分布和面積均未發(fā)生變化，兩次工步所用時間相同。 工序I總切削時間： T=15.562=31.12min 第四章 夾具設(shè)計 4.1 任務(wù)的提出 為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度，需要設(shè)計專用夾具。經(jīng)與指導(dǎo)老師協(xié)商，由本人設(shè)計第I道工序。 設(shè)計銑159兩端面工序的專用夾具，夾具用于立式銑床X53K。查閱《機床夾具設(shè)計手冊》表3-9-303-9-32立式銑床聯(lián)系尺寸，以便在設(shè)計專用銑床夾具的過程中考慮夾具與銑床是否能夠配合。刀具為硬質(zhì)合金套式面銑刀，參見P1099《機械加工工藝設(shè)計實用手冊》張耀宸主編，表12-113。 4.2 定位方案及定位元件的確定 考慮加工平面只需要限工件三個自由度。即Z方向的移動，繞X軸的轉(zhuǎn)動和繞Y軸的轉(zhuǎn)動。一個工件用兩個支承板限制就能限制這三個自由度。 支承板選用標(biāo)準(zhǔn)件A20120 GB2236-80，查閱《機床夾具設(shè)計手冊》P272。支承同一工件的另一支承板如選用三孔的A20180 GB2336-80會短一些，所以設(shè)計比該標(biāo)準(zhǔn)件長的支承板，具體詳見零件圖。 4.3夾緊方案與夾緊機構(gòu)的確定 裝夾采用液壓機動裝夾，通過液壓缸內(nèi)活塞桿的移動，帶動滑筒內(nèi)滑塊的移動，在有滑塊帶動推桿端部的壓塊對工件產(chǎn)生向下的夾緊力，限制工件Z方向的自由度。由于三組推桿滑塊呈分布，所以該夾緊方式限制了工件繞X軸方向的自由度和繞Y軸方向的自由度。壓塊和工件表面所產(chǎn)生的摩擦力平衡了刀具銑削時所產(chǎn)生的周向切削力。如加緊機構(gòu)的示意圖（4-1）所示；推桿和壓塊對工件作用見圖（4-2。） （圖4-1） （圖4-2） 4.4 對刀裝置的確定 為了提高效率，可以同時加工兩個工件的159mm相反兩個表面。對刀塊設(shè)計成階梯狀，可以兩次對刀。如圖（4-3） （圖4-3） 4.5 夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計 4.5.1夾具體方式的確定 ????夾具體是夾具的基本件，它既要把夾具的各種元件、機構(gòu)、裝置連接成一個整體，而且還要考慮工件裝卸的方便。因此，夾具體的形狀和尺寸主要取決于夾具各組成件的分布位置、工件的外形輪廓尺寸以及加工的條件等。在設(shè)計夾具體時應(yīng)滿足以下基本要求。 夾具體毛坯制造方法的選擇?? 綜合考慮結(jié)構(gòu)合理性、工藝性、經(jīng)濟型、標(biāo)準(zhǔn)化以及各種夾具體的優(yōu)缺點等，選擇夾具體毛坯制造方法為鑄造夾具體； 夾具體的外形尺寸?：? ①、 具有足夠的強度和剛度； ②、結(jié)構(gòu)簡單、輕便，在保證強度和剛度前提下結(jié)構(gòu)盡可能簡單緊湊，體積小、質(zhì)量輕和便于工件裝卸； ③、安裝穩(wěn)定牢靠； ④、結(jié)構(gòu)的工藝性好，便于制造、裝配和檢驗； ⑤、尺寸要穩(wěn)定且具有一定精度； ⑥、清理方便。 4.5.2 夾具的裝配 在繪制夾具總圖時，根據(jù)工件、定位元件、夾緊裝置及其輔助機構(gòu)在總體上的配置，夾具體的外形尺寸便已大體確定。然后進行造型設(shè)計，再根據(jù)強度和剛度要求選擇斷面的結(jié)構(gòu)形狀和壁厚尺寸。夾具體的壁厚50mm（主要承重處為100mm），長度1435mm，寬度430mm（略大于X53K立式銑床工作臺寬度）；根據(jù)設(shè)計要求，夾具體上設(shè)計有螺孔、銷孔，并且要求定位件和夾緊機構(gòu)的銷孔在裝配時配作。 為了滿足夾具中液壓缸的裝配，采用的嵌入式的設(shè)計。將液壓缸直接嵌入夾具體中，見圖（4-4）所示。 （圖4-4） 4.5.3夾具的精度要求 夾具的精度都應(yīng)比工件要求的精度高，才能加工出合格的工件。精度高出的部分稱為夾具的精度儲備或精度裕度。精度裕度用來補償加工中的各項誤差及定位、導(dǎo)向元件的磨損。當(dāng)然精度裕度越大，加工工件的質(zhì)量越穩(wěn)定，夾具的易損件的使用壽命也越長。但從另一方面看，精度裕度越大，必須要求夾具的制造精度越高，從而會急劇增加夾具的制造成本，工件的加工成本也隨之增加；反之，夾具制造的精度越小，將會使夾具在夾具中易損件〔主要是定位、導(dǎo)向元件〕需頻繁地更換，維修周期短，增加維修費用，從而增加了工件的加工成本。所以夾具精度的設(shè)計準(zhǔn)則是：應(yīng)使夾具的設(shè)計精度與工件的加工精度要求相適應(yīng)，不可盲目地提高夾具的精度要求。但多大的 經(jīng)濟裕度才算合適呢？從原則上講對加工精度要求高的工件，夾具的精度只能略高于工件要求的加工精度，即減小夾具的經(jīng)濟裕度。這雖然會使易損件使用期限縮短，更換頻繁，但仍比提高夾具的制造精度經(jīng)濟、合理。對加工精度要求不高的工件，夾具的設(shè)計精度要求應(yīng)以夾具制造車間的平均經(jīng)濟精度為下限而不必過低。 4.5.4夾具使用注意事項、保養(yǎng)及維護 （1）使用前對限位尺寸檢查是否還保持正確位置； （2）如果擋銷磨損超差，可以進行打磨修復(fù)；如果擋板、插銷、支承釘磨損超差，可以重新組裝，錯開磨損部位后繼續(xù)使用； （3）使用后需注意。 4.6夾緊力的計算 4.6.1切削力的計算 銑削力的計算：見表1-2-9銑削切削力的計算公式，《機床夾具設(shè)計手冊》P35?？傻锰间摿姷躲娤髁τ嬎愎剑? P= （式4-1） P- 銑削力（N）； t-銑削深度（mm）, t=4mm； -每齒進給量(mm), =0.1mm/z； D-銑刀直徑(mm), D=160mm； B-銑削寬度(mm), B=160mm； n-銑刀每分鐘轉(zhuǎn)數(shù), n=190r/min； Z-銑刀齒數(shù), Z=8。 P= P= P=5617.09N 4.6.2加緊力的計算 計算加緊力時，通常將夾具和工件看成是一個剛性系統(tǒng)。根據(jù)工件手切削力、夾緊力的作用情況，找出在加工過程中對加緊最不利的瞬時狀態(tài)，按靜力平衡原理計算出理論夾緊力。最后保證夾緊可靠，在乘以安全系數(shù)作為實際所需夾緊力的數(shù)值。即： = （式4-2） 式中 ----實際所需夾緊力（N）； W ----在一定條件下，有靜力平衡計算出的理論夾緊力（N）； K ----安全系數(shù)。 安全系數(shù)K可按下式計算： （式4-3） 式中：為各種因素的安全系數(shù)，見表1-2-1，《機床夾具設(shè)計手冊》P35。取1.5，取1.2（粗加工），取1.2，取1.0（連續(xù)切削），取1.0（機動夾緊），（操作方便），（接觸點確定）。 =2.16 由于工件只受到圓周方向的切削力，所以只需要圓周方向的摩擦力相等。夾緊力既是工件和牙塊之間的壓力，方向垂直工件向下。由于=P，所以N=P/k(k為工件和牙塊表面間的摩擦系數(shù))。 W=N=P/k=5617.09N/0.7=8024.41N ==2.168024.41N=17332.73N 2=34665.45N 4.7 定位誤差的分析 機械加工過程中，產(chǎn)生加工誤差的因素很多。在這些因素中，有一項因素與機床家具有關(guān)。使用夾具時，加工表面的位置誤差與夾具在機床上的對定及工件在夾具中的定位密切相關(guān)。為了滿足工序加工要求，必須使工序中各項加工誤差之總和等于或小于該工序所規(guī)定的工序公差。參閱《機床夾具設(shè)計手冊》P24表1-1-12。 （式4-4） 式中：----與機床夾具有關(guān)的加工誤差； ----與工序中除夾具外其他因素有關(guān)的誤差； ----工序公差。 與機床夾具有關(guān)的加工誤差，一般可用下式表示： （式4-5） 式中：----夾具相對于機床成型運動的位置誤差； ----夾具相對于刀具位置的誤差； ----工件在夾具中的定位誤差； ----工件在夾具中被夾緊時產(chǎn)生的夾緊誤差； ----夾具磨損所造成的加工誤差。 由式（1-1）可知，使夾具加工工件時，應(yīng)盡量減小與夾具有關(guān)的加工誤差，在保證工序加工要求的情況下，留給加工過程中其他誤差的因素的比例大一些，以便較容易的控制加工誤差。 設(shè)計銑削加工159mm兩平面時屬于以一個平面作為定位基準(zhǔn)的情況。定位誤差計算公式： （式4-6） 由圖4-5可得=0.07 圖4-5 4.8液壓油缸的設(shè)計 4.8.1活塞作用力P的計算 查閱《機床夾具設(shè)計手冊》第二版P182表1-6-7。 活塞作用力P近似計算：； （式4-7） ----沿活塞作用方向的夾緊力（或力矩）所要求的作用力總和； ----考慮各種損失的有效系數(shù)，通常?。ㄓ透灼r取大值）； =34665.45N ； 取0.8 =43331.81N 4.8.2油缸內(nèi)徑及活塞桿直徑的計算 查閱《機床夾具設(shè)計手冊》第二版P183表1-6-8。 往復(fù)活塞式油缸推力工作時油缸內(nèi)徑計算公式： （式4-8） P----活塞最大作用力（N）； p----油缸工作壓力（），夾緊油缸一般取； d----活塞桿直徑（m）； ,； ，d=0.5D； ，d=0.7D。 取p=4 則：D==104.08mm 取D=110mm，則有d=55mm。 4.8.3油缸壁厚的計算和驗算 查閱《機床夾具設(shè)計手冊》第二版P184表1-6-9。 厚壁缸筒（的鍛鑄件油缸）的油缸壁厚驗算公式： （cm） （式4-9） （式4-10） 鑄鐵缸體材料許用應(yīng)力：， ----油缸外徑（cm）； D----油缸內(nèi)徑（cm）； ----試油油壓（）； ----缸體材料許用應(yīng)力（）； ----油缸壓力為時缸體上最大應(yīng)力（）。 取=8（） 則：=12.46（cm） 取=130mm 代入式中： =44.68 即油缸外徑取130mm符合缸體材料許用應(yīng)力。 （圖4-6） 4.8.4油缸設(shè)計綜述 圖4-6簡單表示了針對所設(shè)計夾具專用的油缸。為了配合夾具的整體要求，后端蓋部分和《機床夾具設(shè)計手冊》中的范例油缸有所不同。增加了三個呈分布的耳板，方便油缸和夾具體的裝配又不影響工件和夾具體的裝配。油缸主要由以下部分組成，分別是：前端蓋、后端蓋、缸體、活塞、活塞桿、彈簧、密封圈以及連接用的螺釘。除油缸后端蓋有變化外其余部分均按《機床夾具設(shè)計手冊》中的范例油缸所設(shè)計，故以下圖（4-7）為油缸后端蓋。 圖（4-7） 第五章 設(shè)計總結(jié) 畢業(yè)設(shè)計是大學(xué)學(xué)習(xí)中最重要的一門科目，它要求我們把大學(xué)四年里學(xué)到的所有知識系統(tǒng)的組織起來，進行理論聯(lián)系實際的總體考慮，需把金屬切削原理及刀具、機床概論、公差與配合、機械加工質(zhì)量、機床夾具設(shè)計、機械制造工藝學(xué)等專業(yè)知識有機的結(jié)合起來。同時也培養(yǎng)了自己的自學(xué)與創(chuàng)新能力。因此本次設(shè)計綜合性和實踐性強、涉及知識面廣。所以在設(shè)計中既了解了基本概念、基本理論，又注意了生產(chǎn)實踐的需要，將各種理論與生產(chǎn)實踐相結(jié)合，來完成本次設(shè)計。 在這次畢業(yè)設(shè)計中培養(yǎng)了自己自學(xué)的能力，學(xué)會了翻閱資料、查找國家標(biāo)準(zhǔn)。從資料書中了解了許多工藝設(shè)計知識。 設(shè)計中肯定還有很多不足之處，再次懇請各位老師給于指正，不吝賜教，非常感激！ 5.1改進方案 設(shè)計夾具時考慮不周全，想節(jié)約時間在同一夾具上同時裝夾兩個工件，分別加工尺寸159兩平面。但最后才發(fā)現(xiàn)工序一的第二工步，即先分別加工尺寸159一面過后翻面之后，推桿到夾具體的高度并不相等。故設(shè)計中用固定支承板并不節(jié)約時間，相反每次翻面裝夾時還需要換底4mm的支承板還更浪費時間?？梢愿某筛又С屑纯筛倪M夾具設(shè)計中這一不足之處。 參 考 文 獻 [1]《機床夾具設(shè)計》，哈爾濱工業(yè)大學(xué)、上海工業(yè)大學(xué)主編，上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1980年 [2]《機械制造工藝與夾具設(shè)計指導(dǎo)》，張進生主編-北京：機械工業(yè)出版社，1995.9 ISBN 7-111-04731-1 [3]《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)》張捷主編，-成都：西南交通大學(xué)出版社，2006.2 ISBN 7-81104-228-2 [4]《機械加工余量與公差手冊》馬賢智主編，中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，1993年 [5]《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》哈爾濱工業(yè)大學(xué)，李益民主編，機械工業(yè)出版社，1994.7 ISBN 7-111-04062-7 [6]《機械制圖》劉力主編，高等教育出版社，2001， ISBN 7-04-008721-9 [7]《液壓傳動》東南大學(xué) 章宏甲 上海工業(yè)大學(xué) 黃誼主編，機械工業(yè)出版社2000.9 ISBN 7-111-03745-6 [8]《機械加工工藝設(shè)計實用手冊》張耀宸主編，航空工業(yè)出版社，1993年 [9]《機床夾具設(shè)計》徐發(fā)仁主編，重慶大學(xué)出版社，ISBN 7-5624-0458-5 [10]《公差配合與技術(shù)測量》沈?qū)W勤主編，全國中等職業(yè)學(xué)校機械專業(yè)教材編寫組編寫-北京，高等教育出版社，1998 ISBN 7-04-006554-1 [11]《機械制造工藝及設(shè)備設(shè)計指導(dǎo)手冊》李云主編-機械工業(yè)出版社，北京，1997.8 ISBN 7-111-05626-4 [12]《機械設(shè)計課程設(shè)計手冊》吳宗澤，羅圣國主編；盧頌峰等編-2版-北京，高等教育出版社，1999 ISBN 7-04-005841-3 [13]《機械零件設(shè)計手冊》東北大學(xué)《機械零件設(shè)計手冊》編寫組編，冶金工業(yè)出版社出版 ISBN 7-5024-1325-1 [14]《機床夾具設(shè)計手冊》第二版，東北重型機械學(xué)院，洛陽工學(xué)院，第一汽車制造廠職工大學(xué)遍 致 謝 在本次畢業(yè)設(shè)計完成的過程中得到了機械制造教研室的各位老師的指導(dǎo)與幫助，尤其是指導(dǎo)姜明老師在設(shè)計過程中的細心講解和耐心輔導(dǎo)，在此表示忠心的感謝！